7. Elektrická práce a výkon v obvodu stejnosměrného proudu

Při přenesení náboje Q ve vnější části jednoduchého elektrického obvodu mezi svorkami zdroje o
svorkovém napětí U vykonají síly elektrického pole práci:

                                                                 W = U. Q

Pokud je elektrický proud v obvodu konstantní, platí:

                                                               Q = I . t , W = U. I . t

Má- li  vnější část obvodu odpor R, platí pro práci:


Jednotkou elektrické práce je joule (J).

Změny vnitřní energie vodičů způsobené průchodem elektrického proudu způsobují zvýšení teploty
vodiče a tepelnou výměnu mezi vodiči a okolím. Takto přenesená energie Q[j] se nazývá Joulovo
teplo. Pokud nedochází současně k jiným přeměnám elektrické energie(např.  na energii mechanickou
nebo chemickou), je Joulovo teplo rovno elektrické práci:

Výkon elektrického proudu ve spotřebiči o odporu R vypočítáme ze vztahů:

Jednotkou elektrického výkonu je watt (W).

Uvnitř zdroje vykonají neelektrostatické síly práci:

                                          W[z ]= U[e] . Q

Tato energie se zčásti spotřebuje ve vnitřním odporu zdroje. Účinnost elektrického obvodu je
definována takto:

                                                h =

Účinnost můžeme vyjádřit pomocí Ohmova zákona pro uzavřený obvod:

                                                h =

Účinnost je tím větší, čím větší je odpor spotřebiče v porovnání s vnitřním odporem zdroje.


Úkoly:

1.      Jak je definována elektrická práce v obvodu stejnosměrného proudu? Napiště důležité vztahy
a vysvětlete význam jednotlivých symbolů.

2.      Jak je definován výkon v obvodu stejnosměrného proudu? Napište důležité vztahy a vysvětlete
význam jednotlivých symbolů.

3.      Vyřešte následující příklad: V reflektoru automobilu je žárovka, která má výkon 60W. Napětí
automobilobé baterie je 12V. Vypočítejte, jaký prochází žárovkou elektrický proud.

4.      Jak je definována účinnost elektrického bvodu?